Document Type : Research Paper
Authors
Kharazmi University, Iran
Abstract
Keywords
Main Subjects
مقدمه
طی زمان کرتاسه، حوضۀ زاگرس شرایط محیطی متفاوتی داشته است؛ بهطوریکه این تنوع موجب تغییرات جانبی و قائم رخسارههای رسوبی شده و سنگهای منشأ و مخازن نفتی متعددی را در این حوضه ایجاد کرده است؛ ازاینرو، بسیاری از زمینشناسان از دیرباز به توالیهای کرتاسه توجه داشتهاند (e.g. Kashfi 1976; Bahroudi and Talbot 2003; Alavi 2004; Sepehr and Cosgrove 2004; Insalaco et al. 2006; Fakhari et al. 2008; Van Buchem et al. 2010; Agard et al. 2011; Esrafili-Dizaji and RahimpourBonab 2013; Asadi Mehmandosti et al. 2013; Spina et al. 2018). از آلبین تا کامپانین، چرخۀ رسوبی بزرگی از سازندهای کژدمی، سروک، سورگاه و ایلام را میتوان در ناحیۀ زاگرس شناسایی کرد که به مجموعۀ این سازندها، گروه بنگستان گفته میشود. پساز سازند آسماری، سازندهای سروک و ایلام این گروه مهمترین سنگ مخزن در منطقۀ زاگرس به شمار میآیند که در ایران و کشورهای اطراف حوضۀ خلیج فارس رخنمون دارند (James and Wynd 1965). باتوجهبه تغییرات رخسارهای سازند ایلام و ایجاد شرایط مخزنی، مطالعههای مختلفی روی این سازند انجام شدهاند (برای نمونه، Adabi and Asadi Mehmandosti 2008؛ Ghabeishavi et al. 2009؛ Hosseini 2011؛ Khosheghbal 2013؛ Mehrabi et al. 2015؛ Asadi 2017 و Asadi Mehmandosti et al. 2017). سازند ایلام در ناحیۀ لرستان با رخسارۀ پلاژیک، سرشار از الیگوستژینید و فرامینیفرهاى پلانکتون شناخته میشود؛ درحالیکه در نواحی فروافتادگی دزفول و فارس رخسارۀ نریتیک دارد (James and Wynd 1965). مرز پایینی سازند ایلام در برش الگو واقع در تنگ گراب (شمالغربى تاقدیس کبیرکوه) سازند سورگاه است، اما از لرستان بهسوی جنوبخاوری، سازند سورگاه از بین میرود و سازند ایلام بهشکل ناهمساز روی سازند سروک قرار میگیرد. در مطالعۀ حاضر بهمنظور شناخت ویژگیهای سنگشناسی، مطالعۀ ریزرخسارهها، فرایندهای دیاژنزی، شناسایی محیط رسوبی دیرینه، تعیین شرایط اکسیداسیون و احیا بر اساس تغییرات Ni/Co، V/Cr وV/(V+Ni) ، برشی از سازند ایلام در تاقدیس کبیرکوه (برش آبدانان) انتخاب شد؛ همچنین باتوجهبه تشابههای سنگشناسی سازندهای ایلام و سروک و وجودنداشتن سازند سورگاه در منطقۀ مطالعهشده، تعیین مرز دقیق این دو سازند از طریق دادههای ژئوشیمیایی عناصر اصلی و فرعی از دیگر اهداف مطالعۀ حاضر در نظر گرفته شد. مطالعههای یادشده تصویر دقیقی از وضعیت رسوبشناسی حوضۀ مطالعهشده در زمان تشکیل سازند کربناتۀ ایلام ارائه میدهند.
زمینشناسی عمومی
برش مطالعهشده در شمالغرب آبدانان و در تاقدیس کبیرکوه واقع شده است. تاقدیس کبیرکوه در جنوب زیرزون لرستان (جنوبباختری ایران) قرار دارد که بخشی از کمربند چینخوردۀ زاگرس است (شکل 1، الف) (Motiei 1993; Alavi 2004). حوضۀ رسوبی زاگرس بخشی از کنارۀ جنوبی اقیانوس نئوتتیس و یکی از مهمترین حوضههای نفتی جهان است. چینخوردگـی اصلی در حوضۀ زاگرس به زمانهـای میوسن و پلیوسـن مربوط است که تا زمان حاضر نیز ادامه دارد و موجب شکلگیری تاقدیسهـای کشیـدهای شـده است که بیشتـر تلههـای نفتـی ایـن منـطقـه را تشـکیـل میدهنـد. یکـی از این تاقدیسهـا، تاقدیس کبیرکوه اسـت که چیـن پیـشروی گسلـی (Fold Propagation-Fault) است (Alavi 2004; Pireh et al. 2014).
تاقدیس کبیرکوه با طول حدود 220 کیلومتر، یکی از طولانیترین تاقدیسهای زاگرس و طویلترین تاقدیس در ناحیۀ لرستان است که تقریباً از 50 کیلومتری شمالغربی اندیمشک آغاز میشود و تا 20 کیلومتری جنوبشرقی شهرستان ایلام ادامه دارد. برش مطالعهشده ازنظر موقعیت جغرافیایی در عرض جغرافیایی "7/50' 00°33 شمالی و طول جغرافیایی "6/24' 23°47 شرقی، در یال جنوبی تاقدیس کبیرکوه و تقریباً در 3 کیلومتری شمالغرب شهر آبدانان واقع شده است (شکل 1، ب). بهطورکلی، سازندهایی که در منطقه رخنمون دارند عبارتند از: سروک، سورگاه، ایلام، پابده، گورپی، آسماری و گچساران (شکل 1، ج). سازند ایلام در برش مطالعهشده با ناپیوستگی همشیب روی سازند سروک قرار دارد و مرز بالایی آن با سازند گورپی پیوسته است (شکل 2). سازند سورگاه در برش مطالعهشده وجود ندارد. سازند ایلام در برش مطالعهشده 281 متر ضخامت دارد و از سنگآهکهای تودهای، ضخیم، متوسط تا نازکلایه با میانلایههایی از شیل، شیل آهکی و آهک آرژیلی تشکیل شده است. سن سازند ایلام در برش آبدانان، تورونین بالایی- سانتونین میانی (Delfan Azari 2018) در نظر گرفته شده است.
شکل 1- الف. زیرزونهای زاگرس (برگرفته با تغییراتی از Motiei 1993) و برش مطالعهشده در جنوب زیرزون لرستان (جنوبباختری ایران) قرار دارد، ب. نقشۀ راههای دسترسی به محدودۀ مطالعهشده، ج. نقشۀ زمینشناسی برش مطالعهشده (برگرفته از نقشۀ زمینشناسی 1:100000 تاقدیس کبیرکوه، MacLeod 1970)؛ محل برش نمونهبرداری روی شکل مشخص شده است.
روش کار و انجام مطالعه
در پژوهش حاضر و طی عملیات صحرایی، 90 نمونه از تمام ضخامت واقعی (با درنظرگرفتن شیب برونزد لایهها) سازند ایلام بهطور سیستماتیک با فواصل حدود 3 متر و در مرز سازندها با فواصل 5/0 متر برداشت شد. پساز تهیۀ مقاطع نازک میکروسکوپی و برای تشخیص بهتر کانی کلسیت از دولومیت، بخشی از مقاطع نازک میکروسکوپی با محلول آلیزارین قرمز (Red-S) به روش دیکسون (Dickson 1965) رنگآمیزی شدند. بهمنظور نامگذاری سنگآهکها از طبقهبندی دانهام (Dunham 1962) و فولک (Folk 1974)و برای تعیین ریزرخسارهها و محیط رسوبی از مدل رسوبی فلوگل (Flügel 2010) استفاده شد. در مرحلۀ بعد، 18 نمونه از بخشهای آهکی سازند ایلام که تحتتأثیر کمترین دیاژنز قرار گرفته بودند و 2 نمونه از سازند سروک برای انجام آزمایشهای عنصری انتخاب شدند. بهمنظور تجزیهوتحلیل نمونهها، 1 گرم پودر نمونه با متۀ دندانپزشکی و تا حد ممکن از زمینۀ میکرایتی و دور از رگهها، فسیلها و آلوکمهای موجود در سنگ تهیه و برای تعیین عناصر اصلی، فرعی و نادر خاکی با دستگاه ICP-ES به شرکت MET-SOLVE کشور کانادا ارسال شد. از روش چهار اسید (شامل هیدروکلریکاسید، نیتریکاسید، پرکلروریکاسید و هیدروفلوریکاسید) برای حلکردن پودر سنگ و آمادهسازی نمونهها استفاده شد. دقت دستگاه برای عناصر تعیینشده در جدول 1 نشان داده شده است.
جدول 1- دقت دادههای ژئوشیمی نمونههای آهکی مطالعهشده در سازند ایلام؛ دقت دادهها بر اساس پیپیام است و در غیر این حالت، بیان شده است.
|
Multi-element ICP-ES (30 element) Trace Level-4-Acid |
|||||
|
Detection Range (in ppm unless otherwise noted) |
|||||
|
2-10000 |
Pb |
1-10000 |
Cu |
0.5-100 |
Ag |
|
0.01%-10% |
S |
0.01%-50% |
Fe |
0.01%-50% |
Al |
|
5-10000 |
Sb |
0.01%-10% |
K |
5-10000 |
As |
|
1-10000 |
Sr |
10-10000 |
La |
10-1000 |
Ba |
|
0.01%-10% |
Ti |
0.01%-50% |
Mg |
0.5-1000 |
Be |
|
10-10000 |
Tl |
5-10000 |
Mn |
2-10000 |
Bi |
|
1-10000 |
V |
10-10000 |
Mo |
0.01%-50% |
Ca |
|
10-10000 |
W |
0.01%-10 |
Na |
0.5-1000 |
Cd |
|
2-10000 |
Zn |
1-10000 |
Ni |
1-10000 |
Co |
|
5-2000 |
Zr |
10-10000 |
P |
1-10000 |
Cr |
|
ICP-130 Multi-element package + Cold vapor Hg 0.1-100 |
|||||
شکل 2- مرزهای سازند ایلام با سازندهای سروک و گورپی و نمای کلی برش مطالعهشده
بحث و تحلیل یافتههای پژوهش
سنگنگاری و تحلیل رخسارهای: در مطالعۀ پتروگرافی، ترکیب و بافت سنگهای رسوبی و اجزای اصلی و فرعی رخسارهها بررسی شد. فرامینیفرها (پلانکتون و بنتیک)، خارپوستان، دوکفهایها و جلبک قرمز از فسیلهای شناساییشده در سازند ایلام هستند و دانههای غیراسکلتی شامل اُاُئیدها و پلوئیدها میشوند. مطالعههای رخسارهای نشان میدهند سازند ایلام در برش مطالعهشده در شمالغرب آبدانان از نه ریزرخساره و یک پتروفاسیس تشکیل شده است:
ریزرخسارۀ 1: پکستون حاوی اُاُئید و بایوکلاست
اُاُئید (آلوکم غیراسکلتی)، فراوانی درخور توجهی در این ریزرخساره دارد و پلوئید از دیگر اجزای غیراسکلتی این ریزرخساره است. آلوکمهای اسکلتی موجود در این ریزرخساره شامل خردههای اسکلتی، خارپوست، خردههای دوکفهای، فرامینیفرهای بنتیک از نوع میلیولید و به مقدار کمتر، جلبک قرمز Permocalculus هستند (شکل 3، الف). این ریزرخساره در بخش میانی ستون چینهشناسی برش مطالعهشدۀ سازند ایلام مشاهده شده است (شکل 4) و در مطالعههای صحرایی بهشکل متوسط تا نازکلایه مشخص است.
تفسیر: اُاُئیدهای مماسی عمدتاً در محیطهای پرانرژی و آشفته حضور دارند (Tucker 2001; Flügel 2010). پلوئیدها معمولاً در آبهای کمعمق دریایی جزرومدی و زیرجزرمدی شلفهای کربناته و همچنین در ریف و پشتههای گلی یافت میشوند (Flügel 2010). خردههای دوکفهای، زیرمحیطهای مختلفی را برای زندگی ترجیح میدهند و در محیط جزرومدی، زیرجزرومدی با انرژی کم و حاشیۀ دریا مانند حاشیۀ شلف دریایی با انرژی زیاد زندگی میکنند (Flügel 2010). ازآنجاکه اُاُئیدهای شناساییشده هستۀ بزرگی نسبت به کورتکس دارند و اندازۀ آنها کمتر از 500 میکرون است، غلبۀ شرایط پرانرژی برای مدت زمان محدود را نشان میدهند (Flügel 2010).
علاوهبر حضور آلوکمهای غیراسکلتی یادشده و وجود آلوکمهای اسکلتی مانند خارپوست، خردههای دوکفهای و فرامینیفرهای بنتیک، میتوان شرایط محیطی حفظشده بهسمت دریای باز را برای این ریزرخساره در نظر گرفت که معادل RMF 26 فلوگل (Flügel 2010) است. این ریزرخساره کمعمقترین ریزرخسارۀ شناساییشدۀ سازند ایلام در برش مطالعهشده است و میتوان آن را متعلق به بخشهای Proximal منطقۀ رمپ داخلی در نظر گرفت.
ریزرخسارۀ 2: پکستون حاوی بایوکلاست و جلبک
ویژگی اصلی این ریزرخساره، حضور جلبک قرمز Permocalculus است. خردههای خارپوست و دوکفهای، فرامینیفرهای بنتیک (نظیر میلیولید)، فرامینیفرهای پلانکتونیک و همچنین پلوئید از دیگر آلوکمهای اسکلتی موجود در این رخسارهاند (شکل 3، ب). این ریزرخساره فراوانی کمی در برش مطالعهشده دارد و تنها در بخش پایینی سازند ایلام و بهطور متوسطلایه در مطالعههای صحرایی مشاهده میشود.
تفسیر: جلبک قرمز عمدتاً در محیطهای کمعمق و گرم (بخش نریتیک) دریا زندگی میکند و کمتر در محیطهای عمیق (عمق بیش از 125 متر) وجود دارد (Flügel 2010). باتوجهبه تنوع آلوکمهای اسکلتی و حضور فرامینیفرهای بنتیک و پلانکتونیک میتوان شرایط بهینۀ چرخش آب و ورود مواد مغذی (Zhicheng et al. 1997) را برای این ریزرخساره در نظر گرفت. این ریزرخساره معادل RMF 3 فلوگل (Flügel 2010) است و تشکیل آن به بخشهای ابتدایی رمپ میانی نسبت داده میشود.
ریزرخسارۀ 3: پکستون حاوی پلوئید و فرامینیفرهای بنتیک
پلوئید همراه با فرامینیفرهای بنتیک مانند میلیولید و تکستولاریا از مهمترین اجزای تشکیلدهندۀ این رخسارهاند که در زمینۀ گلی تا سیمانی با بافت دانهپشتیبان قرار گرفتهاند (شکل 3، پ). خردههای خارپوست، دوکفهای و الیگوستژینید از دیگر آلوکمهای اسکلتی شناساییشده به شمار میآیند. این ریزرخساره در بخش پایینی سازند ایلام و بهشکل متوسطلایه قرار دارد (شکل 4).
تفسیر: پلوئید در محیطهای مختلف جزورمدی، لاگونی و آبهای عمیق یافت میشود (Wilson 1975, Tucker and Wright 1990; Flügel 2010). حضور پلوئید در کنار فرامینیفرهای بنتیک (مانند میلیولید و تکستولاریا)، خردههای خارپوست و بوتای پلانکتون بیانکنندۀ تشکیل این ریزرخساره در زیرمحیط رمپ میانی است. این ریزرخساره معادل ریزرخسارۀ RMF 3 فلوگل (Flügel 2010) است و قلاوند (Ghalavand 2009) و مهرابی و همکاران (Mehrabi et al. 2014) نیز مشابه ریزرخسارۀ یادشده را برای سازند ایلام در فروافتادگی دزفول گزارش کردهاند.
ریزرخسارۀ 4: پکستون حاوی بایوکلاست
مهمترین آلوکمهای اسکلتی موجود در این ریزرخساره عبارتند از: خردههای خارپوست، خردههای دوکفهای، فرامینیفرهای پلانکتون، الیگوستژینید و فرامینیفرهای بنتیک با فراوانی کمتر (شکل 3، ت). این ریزرخساره در توالیهای سنگآهک رسی و سنگآهک متوسطلایۀ شناساییشده در مطالعههای صحرایی دیده میشود.
تفسیر: آلوکمهای اسکلتی مانند خردههای خارپوست، فرامینیفرهای پلانکتونیک و الیگوستژینید، محیط دریای آزاد را نشان میدهند. خردههای ریز خارپوست نشاندهندۀ بخش عمیق رمپ میانی است (Ghabeishavi et al. 2009). وجود الیگوستژینید، فرامینیفرهای پلانکتونیک و نبود رسوبات حملشدۀ مربوط به محیطهای کمعمق پلتفرم (مانند اینتراکلاستهای لاگونی) بیانکنندۀ رسوبگذاری زیر سطح اثر امواج عادی است (Aguilera-Franco and Romano 2004). این ریزرخساره معادل RMF 7 فلوگل (Flügel 2010) است که به محیط رمپ میانی (Distal) تا ابتدای رمپ خارجی تعلق دارد؛ مشابه این ریزرخساره را اسدی مهماندوستی و همکاران (Asadi Mehmandosti et al. 2017) برای سازند ایلام در دشت آبادان گزارش کردهاند.
ریزرخسارۀ 5: پکستون حاوی الیگوستژینید و خردههای خارپوست
الیگوستژینید و خردههای خارپوست اجزای اصلی این ریزرخسارهاند (شکل 3، ث) که فراوانی اندکی نسبت به سایر ریزرخسارههای شناساییشده دارند. این ریزرخساره در بخش پایین ستون چینهشناسی سازند ایلام و بهشکل سنگآهک متوسط تا ضخیملایه در مطالعههای صحرایی دیده میشود. فرامینیفرهای پلانکتونیک و بنتیک و جلبک قرمز Permocalculus با فراوانی کمتر از دیگر اجزای این ریزرخساره به شمار میآیند.
تفسیر: الیگوستژینیدها بهطور معمول در نهشتههای دریایی عمیق مشاهده میشوند و محیط دریایی باز را نشان میدهند (Master and Scott 1978). خردههای خارپوست در سنگهای آهکی آبهای کمعمق و همچنین در محیط دریایی عمیق وجود دارند (Flügel 2010). این ریزرخساره معادل RMF 3 فلوگل (Flügel 2010) است که به رمپ خارجی تعلق دارد و مشابه این ریزرخساره را قلاوند (Ghalavand 2009) برای سازند ایلام در فروافتادگی دزفول گزارش کرده است.
ریزرخسارۀ 6: وکستون تا پکستون حاوی الیگوستژینید، فرامینیفرهای پلانکتون و پلوئید
الیگوستژینید با درصد فراوانی زیاد در این ریزرخساره غالب است. اجزای اسکلتی دیگر این ریزرخساره عبارتند از: فرامینیفرهای پلانکتونیک (مانند Heterohelix) و خارپوست با درصد فراوانی کم. پلتهای مدفوعی (Fecal Pellets) از اجزای غیراسکلتی مشاهدهشده در این ریزرخسارهاند (شکل 3، ج). این ریزرخساره در بخش میانی ستون چینهشناسی برش مطالعهشدۀ سازند ایلام و بهشکل متوسطلایه در مطالعههای صحرایی مشاهده شده است.
تفسیر: پلتهای مدفوعی کربناته در دریاهای گرمسیر و محیطهای غیردریایی تولید میشوند، اما بیشتر در پهنههای زیرجزرومدی و بین جزرومدی درون محیطهای پلتفرمی یا رمپ حفظ میشوند که با انرژی کم آب و میزان رسوبگذاری کم همراه است (Flügel 2010). میکروفسیل پلانکتون الیگوستژینید بهطور معمول در نهشتههای دریایی عمیق حضور دارد (Flügel 2010). این ریزرخساره معادل RMF 3 استاندارد فلوگل (Flügel 2010) است که به زیرمحیط رمپ خارجی تعلق دارد؛ مشابه این ریزرخساره را مهرابی و همکاران (Mehrabi et al. 2014) در فروافتادگی دزفول و اسدی مهماندوستی و همکاران (Asadi Mehmandosti et al. 2017) برای سازند ایلام در دشت آبادان پیشنهاد کردهاند.
ریزرخسارۀ 7: پکستون حاوی الیگوستژینید
الیگوستژینید با فراوانی حدود 35 تا 40 درصد، اصلیترین جزء این ریزرخساره است (شکل 3، چ). فرامینیفرهای پلانکتونیک با فراوانی کم همراه با خردههای خارپوست در این ریزرخساره مشاهده میشوند. این ریزرخساره در بخشهای میانی و بالایی ستون چینهشناسی سازند ایلام و در بخشهای آهکی متوسط تا ضخیملایه در مطالعههای صحرایی مشخص است.
تفسیر: باتوجهبه وجود میکروفسیلهای پلانکتون و بافت دانهپشتیبان، این ریزرخساره در محیط نیمهعمیق با انرژی کم و زیر سطح امواج نهشته شده است (Scholle and Ulmer-Scholle 2003; Flügel 2010). فراوانی میکرایت نشاندهندۀ نبود انرژی کافی برای جابهجایی گل آهک است. این ریزرخساره به کمربند رخسارهای دریای باز ویلسون (Wilson 1975) تعلق دارد و معادل RMF 3 فلوگل (Flügel 2010) است که میتواند به محیط رمپ خارجی نسبت داده شود؛ مشابه این ریزرخساره را اسدی مهماندوستی و همکاران (Asadi Mehmandosti et al. 2017) برای سازند ایلام در دشت آبادان پیشنهاد کردهاند.
ریز رخسارۀ 8: وکستون تا پکستون حاوی الیگوستژینید و فرامینیفرهای پلانکتونیک
در این ریزرخساره، الیگوستژینید بهطور غالب در کنار سایر فرامینیفرهای پلانکتونیک نظیر Heterohelix و Globotruncana در زمینهای از میکرایت مشاهده میشود (شکل 3، ح). این ریزرخساره بیشترین فراوانی را نسبت به سایر ریزرخسارههای سازند کربناتۀ ایلام دارد و در بخشهای مختلف ستون چینهشناسی و طبق مطالعههای صحرایی، در توالیهای متوسطلایه، ضخیملایه و تودهای دیده میشود.
تفسیر: باتوجهبه غالببودن الیگوستژینید و فرامینیفرهای پلانکتون، این ریزرخساره به بخشهای عمیق دریایی نسبت داده میشود (Keller et al. 2002). فرامینیفرهای پلانکتونیک از ورودیهای آواری دورند؛ بنابراین، پوستۀ آنها در گذرگاههای (Bathyal) عمیقتر دریای آزاد و حوضه تهنشین میشود (Flügel 2010). این ریزرخساره معادل RMF 3 فلوگل (Flügel 2010) است ومیتواند به محیط رمپ خارجی و زیر خط تأثیر طوفان (SWB) نسبت داده شود؛ مشابه این ریزرخساره را غبیشاوی و همکاران (Ghabeishavi et al. 2009) در تاقدیس کمستان برای سازند ایلام پیشنهاد کردهاند.
ریزرخسارۀ 9: مادستون حاوی فرامینیفرهای پلانکتونیک
این ریزرخساره عمدتاً از گل آهکی تشکیل شده است و فرامینیفرهای پلانکتونیک با فراوانی کمتر از 10 درصد در آن مشخصند. هتروهلیکس، فرامینیفر پلانکتونیکی است که در این ریزرخساره مشاهده شده است و الیگوستژینید نیز وجود دارد (شکل 3، خ). این ریزرخساره در بخش میانی ستون چینهشناسی برش مطالعهشدۀ سازند ایلام و در توالیهای متوسط تا ضخیملایه مشاهده شده است.
تفسیر: وجود آلوکمهای پلانکتون وابسته به دریای ژرف و میکرایت فراوان نشاندهندۀ تهنشست این ریزرخساره در دریای ژرف است (Wilson 1975; Bernaus et al. 2002; Adabi et al. 2010). این ریزرخساره معادل RMF 5 فلوگل (Flügel 2010) است که به محیط حوضه تعلق دارد. مشابه این ریزرخساره را قلاوند (Ghalavand 2009) و مهرابی و همکاران (Mehrabi et al. 2014) برای سازند ایلام در فروافتادگی دزفول گزارش کردهاند.
پتروفاسیس شیلی/شیل آهکی
مطالعههای صحرایی انجامشده روی سازند ایلام در برش آبدانان نشان میدهند این سازند از سنگآهک و آهک آرژیلی همراه با میانلایههای شیل و شیل آهکی به رنگ خاکستری تا قهوهای روشن تشکیل شده است. بررسیهای میکروسکوپی انجامشده روی شیلها و شیلهای آهکی این سازند در برش مطالعهشده بیانکنندۀ حضور میکروفسیلهای Heterohelix reussi، Heterohelix globulosa، Whiteinell baltica، Macroglobigerineloides bollii و Muricohehbergella planispira در آنهاست (Delfan Azari 2018). باتوجهبه فراوانی و نوع میکروفسیلهای پلانکتون موجود در شیلها و شیلهای آهکی (عمیقبودن محیط رسوبگذاری) و همچنین محتوای کربناتۀ کم و حضور فراوان آواریهای ریزدانه (آرژیل)، میتوان زیرمحیط حوضه یا دریای ژرف را برای این پتروفاسیس در نظر گرفت. طبق نظر استو و همکاران (Stow et al. 2001)، حضور شیل در بخشهای عمیق دریایی از طریق تهنشست پلاژیک و همیپلاژیک، فرایندهای ریزشی و لغزشی، رسوبگذاری همیتوربیدیتی (Hemiturbitidic sedimentation) و تهنشست کانتوری ایجاد میشود. باتوجهبه مشاهدهنشدن ساختارهای ریزشی، لغزشی و توربیدیتی، میتوان تهنشست پلاژیک را برای این رسوبات در سازند ایلام در نظر گرفت.
شکل 3- ریزرخسارههای سازند ایلام در برش تاقدیس کبیرکوه، شمالغرب آبدانان؛ الف. ریزرخسارۀ 1 (پکستون حاوی اُاُئید و بایوکلاست)، پیکانها اُاُئید را نشان میدهند، PPL؛ ب. ریزرخسارۀ 2 (پکستون حاوی بایوکلاست و جلبک)، پیکانها خارپوستان خردشده را نشان میدهند، PPL؛ پ. ریزرخسارۀ 3 (پکستون حاوی پلوئید و فرامینیفرهای بنتیک)، پیکانها فرامینیفرهای بنتیک را نشان میدهند، بخشی از مقطع رنگآمیزی شده است، XPL؛ ت. ریزرخسارۀ 4 (پکستون حاوی بایوکلاست)، بخشی از مقطع رنگآمیزی شده است، XPL؛ ث. ریزرخسارۀ 5 (پکستون حاوی الیگوستژینید و خردههای خارپوست)، پیکانها حضور مواد آلی در امتداد استیلولیت را نشان میدهند، XPL؛ ج. ریزرخسارۀ 6 (وکستون تا پکستون حاوی الیگوستژینید، فرامینیفرهای پلانکتون و پلوئید)، پیکانها پلوئیدهای مدفوعی را نشان میدهند، PPL؛ چ. ریزرخسارۀ 7 (پکستون حاوی الیگوستژینید)، خاموشی برخی تکبلورهای سیمان کلسیتی پرکنندۀ مراکز برخی الیگوستژینها مشخص است، XPL؛ ح. ریزرخسارۀ 8 (وکستون تا پکستون حاوی الیگوستژینید و فرامینیفرهای پلانکتونیک)، XPL؛ خ. ریزرخسارۀ 9 (مادستون حاوی فرامینیفرهای پلانکتونیک)، PPL.
شکل 4- تغییرات عمودی ریزرخسارههای سازند ایلام در برش تاقدیس کبیرکوه، شمالغرب آبدانان و مقایسۀ آن با ریزرخسارههای استاندارد فلوگل (Flügel 2010)
تعیین محیط رسوبی
تغییرات ریزرخسارۀ سازند ایلام در برش تاقدیس کبیرکوه، شمالغرب آبدانان و مقایسۀ آن با ریزرخسارههای استاندارد فلوگل (Flügel 2010) در امتداد ستون چینهشناسی در شکل 4 ترسیم شده است. باتوجهبه رخسارۀ پلاژیک سرشار از بایوتای پلانکتون در برش مطالعهشده و وجودنداشتن ساختهای ریفی، حضورنداشتن آنکوئیدها، پیزوئیدها ودانههای آگرگات که معرف شلف کربناتهاند یا بهندرت در رمپهای کربناته یافت میشوند، وجودنداشتن ساختهای ریزشی و لغزشی که بیانکنندۀ شیب زیاد محیط رسوبی هنگام رسوبگذاری است، مدل رسوبگذاری سازند ایلام، پلتفرم کربناته از نوع رمپ هموکلینال تعیین شده است ((Pomar 2001; Pomar and Kendal 2008. بورچت و رایت (Burchette and Wright 1992) رمپ کربناته را به بخشهای رمپ داخلی، رمپ میانی و رمپ خارجی تقسیم کردهاند که رسوبات منتسب به سازند ایلام در تاقدیس کبیرکوه غالباً در رمپ خارجی و حوضه تهنشین شدهاند (شکل 5).
شکل 5- مدل رسوبی ارائهشده برای سازند ایلام بهشکل رمپ تکشیب با توزیع ریزرخسارهها در برش مطالعهشده، تاقدیس کبیرکوه، شمالغرب آبدانان؛ ازاینرو، این نهشتهها در سه زیرمحیط رمپ داخلی، رمپ میانی و رمپ خارجی- حوضه رسوبگذاری شدهاند.
دیاژنز
فرایندهای دیاژنزی که در نهشتههای کربناتۀ سازند ایلام در برش چینهشناسی مطالعهشده دیده شدهاند، به شرح زیر است:
سیمانیشدن کلسیتی: ازآنجاکه بیشتر رخسارههای سازند ایلام، گلپشتیبان هستند، سیمانیشدن (بهویژه انواع بیندانهای) گسترش کمی دارد. چند فابریک از انواع سیمانها مانند سیمان دروزی، سیمان همبعد، سیمان سینتکسیال و سیمان پرکنندۀ رگه (بلوکی) در طبقههای آهکی نهشتههای کرتاسۀ سازند ایلام مشاهده شدهاند. سیمانهای کلسیتی دروزی و همبعد در نمونههای مطالعهشدۀ سازند ایلام بهشکل پرکنندۀ حفرهها و درون آلوکمهای اسکلتی (در برخی نمونهها، قالب آنها) تشکیل شدهاند (شکل6، الف و ب). در بیشتر نمونههای مطالعهشده، سیمان کلسیت همبعد بهشکل پرکنندۀ آلوکمهای اسکلتی است. در نمونههای مطالعهشده، سیمان سینتکسیال در رخسارههایی تشکیل شده است که خارپوستها وجود دارند (شکل6، پ و ت)؛ همچنین شکستگیها با اندازههای متفاوت در نهشتههای کربناتۀ سازند ایلام وجود دارند و با سیمان بلوکی پر شدهاند (شکل6، ث).
میکرایتیشدن: در نمونههای مطالعهشدۀ سازند ایلام، پوشش میکرایتی (Awais et al. 2018) در اطراف برخی از دانههای اسکلتی ایجاد شده است و دانههای پوششدار ازجمله کورتوئید به وجود آمدهاند (شکل6، ج)؛ همچنین در برخی مقاطع، دانههای اُاُئیدی بهطور کامل میکرایتی شدهاند (شکل6، چ).
تراکم مکانیکی و شیمیایی: اثر فشردگی مکانیکی روی توالی رسوبی سازند ایلام بهعلت گلپشتیبانبودن چندان مشخص نیست. این فرایند باتوجهبه میزان فشردگی سبب ایجاد تماسهای نقطهای، خطی (مماسی) و محدب- مقعر در نمونههای دانه غالب مطالعهشده گردیده است (شکل 6، ح). تشکیل استیلولیت و رگچههای انحلالی فراوان نشاندهندۀ فشردگی زیاد در رخسارههای سازند ایلام است؛ باوجوداین، پرشدگی حجرههای فسیلی با سیمان کلسیتی توانسته است مانع شکستهشدن فسیلها طی تدفین شود. در برش مطالعهشده، استیلولیتها گسترش کمتری نسبت به رگچههای انحلالی دارند که نشاندهندۀ بافت گل غالب این سازند است (شکل6، خ و د).
انحلال: در مقاطع مطالعهشدۀ سازند ایلام برش تاقدیس کبیرکوه، شواهد انحلال بهشکل تخلخل قالبی در اثر حلشدن آلوکمهای اسکلتی مانند فرامینیفرها (شکل 7، الف) و تخلخل حفرهای در زمینۀ میکرایتی و بدون تبعیت از فابریک سنگ (شکلهای 7، ب و 8) مشاهده شده است. باتوجهبه فراوانی بسیار کم حفرههای انحلالی خالی در سازند ایلام، فرایند انحلال تأثیر چندانی در افزایش کیفیت مخزنی سازند ایلام نداشته است.
پیریتیشدن: در برش مطالعهشده، فرایند پیریتیشدن درون حجرههای فسیلها و در امتداد رگچههای انحلالی و استیلولیتها و در برخی موارد بهشکل منفرد و نیمهشکلدار تا شکلدار در زمینه تشکیل شده است (شکل 7، پ و ت).
فسفاتیشدن: فسفاتیشدن در نهشتههای کربناتۀ سازند ایلام در برش مطالعهشده بیشتر در زمینۀ میکرایتی و بهشکل جانشینی روی آلوکمهای اسکلتی تشکیل شده است و بهشکل قطعههای نابرجا نیز وجود دارند (شکل 7، ث و ج).
گلاکونیتیشدن: گلاکونیتیشدن در برش مطالعهشده بهشکل جانشینی آلوکمهای غیراسکلتی (اُاُئیدها) درون حجرههای فسیلها و بهشکل پراکنده در زمینۀ میکرایتی مشاهده شده است (شکل 7، چ).
توالی دیاژنزی: فرایندهای دیاژنزی شناساییشده در سازند ایلام در امتداد ستون چینهشناسی شکل 8 نشان داده شدهاند و تأثیر مجموعهای از فرایندهای همزمان با رسوبگذاری در کف دریا و پساز رسوبگذاری طی دفن کمعمق تا عمیق و بالاآمدگی را نشان میدهند؛ بنابراین، فرایندهای دیاژنزی طی سه مرحلۀ ائوژنز، مزوژنز و تلوژنز، رسوبات سازند ایلام را تحتتأثیر قرار دادهاند (شکل 9).
ائوژنز: فرایندهای دیاژنزی مربوط به این مرحله در نهشتههای سازند ایلام (تاقدیس کبیرکوه) شامل میکرایتیشدن، سیمانهای کلسیتی، فسفاتیشدن، گلاکونیتیشدن، پیریتیشدن، انحلال و فشردگی فیزیکی است که بیدرنگ پساز تهنشست و گاهی هنگام تهنشست و پیش از مرحلۀ دفن عمیق، در نزدیکی سطح زمین و در دمای کمتر از 73 درجۀ سانتیگراد ایجاد شدهاند (Morad et al. 2000; Mansurbeg et al. 2007 Moor and Wade 2013; Seibel and James 2017). فراوانی یونهای سولفات و آهن در آب دریا و حضور مواد آلی در رسوبات سازند ایلام ممکن است شرایط لازم برای تشکیل پیریت اولیه را فراهم کرده باشند .(Goldhaber 2004)
مزوژنز: پساز مرحلۀ دیاژنز اولیه (ائوژنز)، رسوبات سازند ایلام تحتتأثیر دیاژنز میانى (مزوژنز) قرار گرفتهاند. رسوبات با تدفین در اعماق، تحتتأثیر عملکرد فرایندهای دیاژنز دفنی قرار گرفتهاند و بهشکل انحلال فشارشی سبب ایجاد استیلولیتها و رگچههای انحلالی، برخی فازهای سیمانی و انحلال در سازند ایلام شدهاند. پیریتهای شناساییشده درون حجرههای فسیلها، رگچههای انحلالی و استیلولیتها را میتوان از نوع ثانویه در نظر گرفت که در این مرحله تشکیل شدهاند.
تلوژنز: در اثر بالاآمدن سنگهای آهکی سازند ایلام، چینخوردگی رسوبات، درزهها و شکستگیها گسترش یافتهاند. این رگهها و درزهها که بر اثر نیروهای تکتونیکی به وجود آمدهاند، عمدتاً با سیمان کلسیتی پر شدهاند.
شکل 6- تصاویر میکروسکوپی فرایندهای دیاژنزی نهشتههای کربناتۀ سازند ایلام؛ الف. سیمان دروزی، مقطع رنگآمیزی شده است، XPL؛ ب. سیمان همبعد، XPL؛ پ. سیمان هممحور یا سینتکسیال، PPL؛ ت. تصویر پ در نور XPL؛ ث. سیمان پرکنندۀ رگه، XPL؛ ج. میکرایتیشدن و ایجاد دانۀ پوششدار که با پیکان نشان داده شده است، PPL؛ چ. میکرایتیشدن دانههای اُاُئیدی، PPL؛ ح. تراکم مکانیکی (a. تماسهای نقطهای، b. خطی و c. محدب- مقعر)، PPL؛ خ. استیلولیت با دامنۀ نوسان زیاد، PPL؛ د. رگچۀ انحلالی، XPL
شکل 7- تصاویر فرایندهای دیاژنزی در نمونههای مطالعهشده؛ الف. تخلخل قالبی که با پیکان نشان داده شده است، XPL؛ ب. تخلخل حفرهای، XPL؛ پ. پیریتیشدن، XPL؛ ت. پیریتیشدن، PPL؛ ث. فسفاتیشدن، XPL؛ ج. فسفاتیشدن، PPL؛ چ. گلاکونیتیشدن، PPL
شکل 8- فرایندهای دیاژنزی سازند ایلام در برش مطالعهشده در برابر ستون چینهشناسی؛ فراوانی فرایندهای دیاژنتیکی شناساییشده در مقاطع مطالعهشده کمتر از 5 درصد است.
شکل 9- توالی پاراژنزی پیشنهادشده برای سازند ایلام در برش مطالعهشده
مطالعۀ ژئوشیمیایی
نتایج
مطالعههای ژئوشیمیایی نشان میدهند (جدول 2) میزان عنصر استرانسیم در نمونههای میکرایتی سازند ایلام در برش تاقدیس کبیرکوه بین 139 تا 1353 پیپیام (میانگین 7/856 و انحراف معیار 09/297 پیپیام) متغیر است. میزان سدیم در نمونههای مطالعهشده بین 90 تا 200 پیپیام (میانگین 5/179 و انحراف معیار 99/33 پیپیام) نوسان دارد. مقدار منگنز در نمونههای کربناتۀ سازند ایلام بین 16 تا 54 پیپیام (میانگین 26 و انحراف معیار 69/8 پیپیام) و تمرکز آهن بین 500 تا 5100 پیپیام (میانگین 7/2266 و انحراف معیار 53/1154 پیپیام) تغییر میکند. مقدار فسفر در آهکهای مطالعهشده بین 130 تا 546 پیپیام (میانگین 28/200 و انحراف معیار 09/106 پیپیام) نوسان دارد. بررسی میزان آرسنیک در نمونههای انتخابی سازند ایلام نشان میدهد میزان این عنصر در نمونهها کمتر از 5 پیپیام و حد شناسایی دستگاه آنالیزکننده است. میزان باریم در نمونههای سازند ایلام بین 9/9 تا 62 پیپیام (میانگین 13/18 و انحراف معیار 46/12پیپیام) متغیر است. مقدار زیرکن در نمونههای مطالعهشده بین 9/4 تا 10 پیپیام (میانگین 6/5 و انحراف معیار 4/1پیپیام) تغییر میکند. در سازند ایلام، مقدار کبالت در نمونههای برش مطالعهشده بین 9/0 تا 38 پیپیام (میانگین 72/4 و انحراف معیار 83/9پیپیام) نوسان دارد. مقدار نیکل در نمونههای کربناتۀ سازند ایلام بین 3 تا 1932 پیپیام (میانگین 89/176 و انحراف معیار 75/463 پیپیام) محاسبه شده است. در تمام نمونههای مطالعهشده، تمرکز توریم کمتر از 8 پیپیام است.
جدول 2- تغییرات عناصر اصلی و فرعی در نمونههای کربناتۀ بررسیشده در برش تاقدیس کبیرکوه
|
Sample ID |
Formation |
Ag |
As |
Ba |
Ca |
Co |
Cr |
Fe |
Mg |
Mn |
Na |
Ni |
P |
Sr |
Th |
V |
Zn |
Zr |
|
ppm |
ppm |
ppm |
% |
ppm |
ppm |
% |
% |
ppm |
% |
ppm |
ppm |
ppm |
ppm |
ppm |
ppm |
ppm |
||
|
S 26 |
Sarvak |
1 |
<5 |
<10 |
35.29 |
<1 |
3 |
0.03 |
0.15 |
18 |
0.01 |
4 |
42 |
250 |
<8 |
10 |
6 |
<5 |
|
S 27 |
Sarvak |
1.2 |
<5 |
<10 |
35.02 |
19 |
3 |
0.07 |
0.15 |
20 |
0.01 |
779 |
26 |
296 |
<8 |
13 |
8 |
<5 |
|
I 28 |
Ilam |
1 |
<5 |
<10 |
18.97 |
<1 |
3 |
0.05 |
0.14 |
17 |
<0.01 |
4 |
546 |
139 |
<8 |
8 |
3 |
<5 |
|
I 29 |
Ilam |
1 |
<5 |
<10 |
33.62 |
<1 |
3 |
0.14 |
0.26 |
25 |
0.02 |
3 |
139 |
407 |
<8 |
10 |
6 |
<5 |
|
I 30 |
Ilam |
0.8 |
<5 |
21 |
31.77 |
1 |
15 |
0.26 |
0.25 |
25 |
0.02 |
65 |
225 |
516 |
<8 |
19 |
18 |
6 |
|
I 33 |
Ilam |
0.6 |
<5 |
62 |
32.31 |
<1 |
24 |
0.2 |
0.32 |
21 |
0.02 |
17 |
242 |
844 |
<8 |
19 |
17 |
5 |
|
I 37 |
Ilam |
1 |
<5 |
21 |
30.62 |
<1 |
32 |
0.51 |
0.33 |
31 |
0.02 |
9 |
325 |
987 |
<8 |
21 |
20 |
10 |
|
I 40 |
Ilam |
1.1 |
<5 |
<10 |
33.57 |
1 |
7 |
0.08 |
0.28 |
16 |
0.02 |
27 |
229 |
869 |
<8 |
21 |
5 |
<5 |
|
I 43 |
Ilam |
0.7 |
<5 |
16 |
31.65 |
<1 |
10 |
0.16 |
0.91 |
31 |
0.02 |
7 |
162 |
866 |
<8 |
14 |
21 |
<5 |
|
I 47 |
Ilam |
1.1 |
<5 |
<10 |
33.62 |
23 |
3 |
0.16 |
0.25 |
20 |
0.02 |
644 |
121 |
1184 |
<8 |
9 |
9 |
<5 |
|
I 53 |
Ilam |
0.8 |
<5 |
14 |
32.6 |
7 |
11 |
0.16 |
0.29 |
20 |
0.02 |
216 |
291 |
665 |
<8 |
13 |
16 |
5 |
|
I 56 |
Ilam |
1 |
<5 |
<10 |
33.78 |
<1 |
4 |
0.19 |
0.23 |
32 |
0.02 |
8 |
130 |
1057 |
<8 |
10 |
14 |
<5 |
|
I 61 |
Ilam |
0.9 |
<5 |
<10 |
32.71 |
3 |
7 |
0.24 |
0.27 |
22 |
0.02 |
104 |
131 |
1353 |
<8 |
12 |
20 |
<5 |
|
I 63 |
Ilam |
0.8 |
<5 |
<10 |
33.27 |
2 |
5 |
0.22 |
0.26 |
22 |
0.02 |
91 |
148 |
1067 |
<8 |
14 |
8 |
<5 |
|
I 67 |
Ilam |
1.2 |
<5 |
14 |
32.46 |
<1 |
15 |
0.25 |
0.22 |
32 |
0.02 |
8 |
132 |
1139 |
<8 |
31 |
44 |
6 |
|
I 72 |
Ilam |
1 |
<5 |
26 |
32.13 |
<1 |
19 |
0.3 |
0.2 |
31 |
0.02 |
13 |
136 |
1023 |
<8 |
45 |
113 |
8 |
|
I 80 |
Ilam |
1 |
<5 |
28 |
31.05 |
<1 |
10 |
0.33 |
0.2 |
26 |
0.02 |
10 |
138 |
904 |
<8 |
19 |
4 |
7 |
|
I 90 |
Ilam |
1 |
<5 |
21 |
32.85 |
1 |
6 |
0.18 |
0.19 |
21 |
0.01 |
16 |
110 |
894 |
<8 |
13 |
3 |
<5 |
|
I 103 |
Ilam |
0.8 |
<5 |
20 |
32.8 |
<1 |
12 |
0.2 |
0.19 |
22 |
0.02 |
10 |
206 |
899 |
<8 |
20 |
23 |
<5 |
|
I 118 |
Ilam |
1.2 |
<5 |
14 |
32.4 |
38 |
12 |
0.45 |
0.23 |
54 |
0.02 |
1932 |
194 |
607 |
<8 |
19 |
64 |
<5 |
|
Av Ilam. |
0.9 |
- |
23 |
31.8 |
9.5 |
11.0 |
0.2 |
0.3 |
26 |
0.0 |
177 |
200 |
857 |
- |
18 |
23 |
7 |
|
|
Max Ilam |
1.2 |
- |
62 |
33.8 |
38.0 |
32.0 |
0.5 |
0.9 |
54 |
0.0 |
1932 |
546 |
1353 |
- |
45 |
113 |
10 |
|
|
Min Ilam |
0.6 |
- |
<10 |
19.0 |
<1 |
3.0 |
0.1 |
0.1 |
16 |
<0.01 |
3 |
110 |
139 |
- |
8 |
3 |
<5 |
|
جدول 3- نسبت عناصر اصلی و فرعی و عناصر نادر خاکی در نمونههای کربناتۀ بررسیشده در برش تاقدیس کبیرکوه
|
NO |
Sample ID |
Formation |
Mn/Sr |
Sr/Mn |
Sr/Na |
Sr/Ca |
V/Cr |
Ni/Co |
|
1 |
S 26 |
Sarvak |
0.07 |
13.89 |
2.5 |
0.000708 |
3.33 |
4.44 |
|
2 |
S 27 |
Sarvak |
0.07 |
14.8 |
2.96 |
0.000845 |
4.33 |
41 |
|
3 |
I 28 |
Ilam |
0.12 |
8.18 |
1.54 |
0.000733 |
2.67 |
4.44 |
|
4 |
I 29 |
Ilam |
0.06 |
16.28 |
2.03 |
0.001211 |
3.33 |
3.33 |
|
5 |
I 30 |
Ilam |
0.05 |
20.64 |
2.58 |
0.001624 |
1.27 |
65 |
|
6 |
I 33 |
Ilam |
0.02 |
40.19 |
4.22 |
0.002612 |
0.79 |
18.89 |
|
7 |
I 37 |
Ilam |
0.03 |
31.84 |
4.93 |
0.003223 |
0.66 |
10 |
|
8 |
I 40 |
Ilam |
0.02 |
54.31 |
4.34 |
0.002589 |
3 |
27 |
|
9 |
I 43 |
Ilam |
0.04 |
27.93 |
4.33 |
0.002736 |
1.4 |
7.78 |
|
10 |
I 47 |
Ilam |
0.02 |
59.2 |
5.92 |
0.003522 |
3 |
28 |
|
11 |
I 53 |
Ilam |
0.03 |
33.25 |
3.32 |
0.00204 |
1.18 |
30.86 |
|
12 |
I 56 |
Ilam |
0.03 |
33.03 |
5.28 |
0.003129 |
2.5 |
8.89 |
|
13 |
I 61 |
Ilam |
0.02 |
61.5 |
6.76 |
0.004136 |
1.71 |
34.67 |
|
14 |
I 63 |
Ilam |
0.02 |
48.5 |
5.33 |
0.003207 |
2.8 |
45.5 |
|
15 |
I 67 |
Ilam |
0.03 |
35.59 |
5.69 |
0.003509 |
2.06 |
8.89 |
|
16 |
I 72 |
Ilam |
0.03 |
33 |
5.11 |
0.003184 |
2.37 |
14.44 |
|
17 |
I 80 |
Ilam |
0.03 |
34.77 |
4.52 |
0.002911 |
1.9 |
11.11 |
|
18 |
I 90 |
Ilam |
0.02 |
42.57 |
8.94 |
0.002721 |
2.17 |
16 |
|
19 |
I 103 |
Ilam |
0.02 |
40.86 |
4.49 |
0.002741 |
1.67 |
11.11 |
|
20 |
I 118 |
Ilam |
0.09 |
11.24 |
3.03 |
0.001873 |
1.58 |
50.84 |
بررسی عناصر اصلی و فرعی
ژئوشیمی عناصر اصلی و فرعی در سنگهای کربناته ابزار مفیدی برای مطالعۀ ویژگیهای این سنگهاست (Al-Aasm and Veizer 1982, Vincent et al. 2006). در تمام نمونههای بررسیشده، مقدار نسبت Mn/Sr بسیار کم و کمتر از 3 است (جدول 3) که این امر نشاندهندۀ درجۀ حفظشدگی زیاد ویژگیهای ژئوشیمیایی اولیۀ کربناتهای مطالعهشده است (Veizer and Hoefs 1976; Hua et al. 2013). مقادیر استرانسیم در نمونههای برش مطالعهشده (بهطور متوسط 7/856 پیپیام) کمتر از معادلهای کربناتۀ عهد حاضر (8000 تا 10000 پیپیام) آنهاست (Milliman 1974)؛ این امر به دو علت نسبت داده میشود: 1. ترکیب کانیشناسی اولیۀ سازند ایلام آراگونیتی بوده و دیاژنز جوی سبب کاهش استرانسیم در نمونهها شده است؛ 2. ترکیب کانیشناسی اولیۀ سازند ایلام در برش مطالعهشده کلسیتی بوده و باعث ضریب توزیع کم استرانسیم در کربناتهای مطالعهشده گردیده است (Tucker 1985). سدیم دارای ضریب توزیع یا انباشتگی (partition coefficient) کمتر از 1 است و تمرکز کمی در آبهای متئوریکی دارد؛ ازاینرو، مقدار آن در سنگهای کربناتهای که تحتتأثیر فرایندهای دیاژنزی متئوریک قرار میگیرند، کم خواهد بود (Adabi 2011). مقدار سدیم در نمونههای مطالعهشده بهطور متوسط 5/179پیپیام است و میزان سدیم با افزایش میزان شوری، عمق آب و مینرالوژی آراگونیتی افزایش مییابد (Veizer and Demovic 1974). تمرکز کم مقدار سدیم در سازند ایلام در مقایسه با کربناتهای آراگونیتی عهد حاضر (1500 تا 1700 پیپیام) به فرایندهای دیاژنزی نسبت داده میشود (Adabi 2011). میزان منگنز با افزایش سرعت رسوبگذاری، ترکیب کانیشناسی آراگونیت و اکسیدانبودن شرایط محیط کاهش مییابد (Adabi 2011) و مقدار منگنز در نمونههای کربناتۀ سازند ایلام بهطور متوسط 26 پیپیام است. کمبودن مقدار منگنز در نمونههای مطالعهشده بیانکنندۀ آراگونیتیبودن و بستهبودن محیط دیاژنتیکی است (Adabi 2011). میزان تمرکز آهن در نمونههای کربناتۀ سازند ایلام بهطورمیانگین 7/2266 پیپیام در برش مطالعهشده است. مقادیر زیاد آهن گویای شرایط احیایی و ورود آهن به شبکۀ کلسیت است (Mucci 1988). شرایط احیایی حاکم بر محیط رسوبگذاری باعث افزایش ورود این عنصر به درون شبکۀ سنگهای کربناته میشود (Adabi 2011). مقدار فسفر در نمونههای برش مطالعهشده بین 130 تا 546 پیپیام متغیر است. مقدار آرسنیک در سنگهای کربناته تنها 1 تا 2 پیپیام است، اما این مقدار در مواد حاوی اکسیدهای آهن یا سولفیدها افزایش مییابد (Onishi and Sandell 1955). بررسی میزان آرسنیک در نمونههای انتخابی سازند ایلام نشان میدهد میزان این عنصر در نمونهها کمتر از 5 پیپیام است. مهمترین کانی حاوی باریم در سنگهای رسوبی، کانی باریت (BaSO4) است که معمولاً مقادیر زیادی استرانسیم دارد (Graf 1960). میانگین عنصر باریم در نمونههای مطالعهشده برابر 13/18 پیپیام محاسبه شده است. افزایش درصد عنصر باریم در برخی از نمونههای مطالعهشدۀ سازند ایلام به حضور کانی باریت در سنگهای کربناتۀ بررسیشده نسبت داده میشود؛ هرچند مطالعههای دقیق پتروگرافی و تجزیهوتحلیلهای XRD برای نتیجهگیری یادشده لازم است. بر اساس گفتۀ هوآ و همکاران (Hua et al. 2013)، اگر مقدار عنصر زیرکن بین 20 تا 30 پیپیام باشد، ورود زیاد مواد آواری را نشان میدهد و اگر کمتر از 16 پیپیام باشد، نشاندهندۀ مقدار کم ورود مواد آواری از قارههاست. مقدار زیرکن در برش مطالعهشده بهطور متوسط 6/5 پیپیام و نشاندهندۀ ورود کم مواد آواری به حوضۀ رسوبگذاری در زمان تهنشست بخشهای آهکی است. کبالت بهشکل عنصر فرعی در تعیین شرایط اکسیداسیون و احیا استفاده میشود (Algeo and Mayanard 2004; Madhavaraju et al. 2015). در سازند ایلام، مقدار کبالت در نمونههای برش مطالعهشده بهطور متوسط 72/4 پیپیام است. در تمام نمونههای مطالعهشده، تمرکز توریم کمتر از 8 پیپیام و بیانکنندۀ ورود کم مواد تخریبی به درون حوضه در زمان تهنشست بخشهای آهکی است (Graf 1960).
سیستم دیاژنزی سازند ایلام
نسبت استرانسیم به منگنز (Sr/Mn): طی انحلال آراگونیت و رسوب کلسیت (سیستم باز)، تمرکز استرانسیم کاهش و برعکس، تمرکز منگنز افزایش مییابد که این امر موجب کاهش نسبت Sr/Mn میشود (Adabi 2011)؛ بنابراین، نسبت Sr/Mn در برابر Mn معیار خوبی برای تخمین درجۀ انحلال سنگآهکهاست (Rao 1991). میانگین مقادیر نسبت Sr/Mn در سازند ایلام در برش مطالعهشده (تاقدیس کبیرکوه) حدود 16/35 پیپیام است. ترسیم نمودار تغییرات نسبت Sr/Mn در برابر Mn و مقایسۀ آن با محدودههای کل کربناتۀ عهد حاضر مناطق معتدلۀ تاسمانیا (Rao and Adabi 1992; Rao and Amini 1995)، سنگآهکهای گوردون تاسمانیا (Rao 1991) با ترکیب کانیشناسی اولیۀ آراگونیت، محدودۀ آراگونیتی سازند مزدوران (Adabi and Rao 1991) و سنگهای آهکی سازند ایلام (Adabi and Asadi Mehmandosti 2008) نشان میدهد نسبت Sr/Mn در نمونههای آهکی سازند ایلام در برش مطالعهشده (تاقدیس کبیرکوه) نسبت به سنگهای آهکی مزدوران و متوسط محدودۀ سنگآهکهای گوردون تاسمانیا بیشتر است و این حالت معرف سیستم بسته (Closed System) در سنگآهکهای سازند ایلام در برش مطالعهشده نسبت به دو محدودۀ یادشده است (شکل 10، الف). نمونههای مطالعهشده عمدتاً در محدودۀ سنگهای آهکی سازند ایلام در برش ایذه قرار میگیرند و درجۀ انحلال مشابه سنگآهکها در این دو برش را نسبت به یکدیگر نشان میدهد.
نسبت استرانسیم به کلسیم (Sr/Ca): بر پایۀ نسبت استرانسیم بههنجارشده با (1000*Sr/Ca (Wt)) در برابر Mn، Mg و Fe، میتوان به بازوبستهبودن سیستم دیاژنزی، نسبت تبادل آب به سنگ و شرایط اکسیدان و احیایی محیط پی برد (Brand and Veizer 1980; Bates and Brand 1990; Knoerich and Mutti 2006; Asadi Mehmandosti et al. 2013). ترسیم مقادیر Sr/Ca در برابر Mn و بررسی محدودههای روندهای دیاژنتیکی آراگونیت (A)، کلسیت پرمنیزیم (HMC) و کلسیت کممنیزیم (LMC) در شکل 10، ب بیانکنندۀ بستهبودن سیستم دیاژنتیکی سازند ایلام در برش مطالعهشده است. تغییرات نسبت Sr/Ca در برابر دو عنصرMg و Fe (شکل 10، پ و ت) تأییدکنندۀ بستهبودن سیستم دیاژنتیکی سازند ایلام است.
شکل 10- الف. تغییرات Sr/Mn در برابر Mn (Rao and Adabi 1992, Rao and Amini 1995, Adabi and Asadi Mehmandosti 2008) و نسبت 1000*Sr/C (Wt)) بهترتیب در برابر ب.(Brand andVeizer 1980) Mn ، پ. Mg (Bates and Brand 1990) و ت. Fe (Knoerich and Mutti 2006; Asadi Mehmandosti et al. 2013) بهمنظور تعیین باز یا بستهبودن سیستم دیاژنتیکی سازند ایلام در تاقدیس کبیرکوه، برش آبدانان
تعیین شرایط اکسیداسیون و احیا
پژوهشهای مختلف نشان میدهند فراوانی برخی عناصر مانند U، V، Mo، Cr، Ni، Th شاخص بسیار مناسبی برای تعیین شرایط اکسیداسیون و احیا در آب دریا و رسوبات کربناته است(Jones and Manning 1994; Hu and Wang 2001; Rimmer 2004; Tribovillard et al. 2006; McManus et al. 2006; Madhavaraju et al. 2015).
جونس و مانینگ (Jones and Manning 1994) پیشنهاد کردهاند اگر نسبت V/Cr کمتر از 2 باشد، نشاندهندۀ شرایط اکسایش، مقادیر 2 تا 25/4 نشاندهندۀ محیط نیمهاحیایی و مقادیر بیشتر از 25/4 نشاندهندۀ محیط احیایی است (شکل 11).
شکل 11- نمودار همبستگی برای پنج شاخص که شاخصهای قابلاعتماد شرایط اکسیداسیون و احیای محیط رسوبگذاری شناخته میشوند: Ni/Co، V/Cr، اورانیوم اتوژن، U/Th و درجۀ پیریتیشدن (DOP)(برگرفته از Jones and Manning 1994)
مطالعههای ژئوشیمیایی سازند ایلام در برش تاقدیس کبیرکوه نشان میدهند V/Cr در کربناتهای مطالعهشده بین 66/0 تا 33/3 پیپیام متغیر است و بیشتر نمونهها در محدودۀ اکسایش تا محیط نیمهاحیایی قرار دارند (جدول 2).
تغییرات نسبت Ni/Co به V/(V+Ni) نشان میدهد (Rimmer 2004) بیشتر نمونههای سازند ایلام در محدودۀ نیمهاکسیدان تا احیایی قرار دارند (شکل 12، الف).
نسبت ژئوشیمیایی Ni/Co و V/Cr شاخص بسیار مناسبی برای تعیین شرایط اکسیداسیون و احیا در آب دریا و رسوبات کربناته است (MacManus et al. 2006)؛ بهطوریکه میزان Cr و Co با افزایش شرایط اکسیداسیون، افزایش و با افزایش شرایط احیایی، کاهش مییابد (Jones and Manning 1994; Piper 1994)؛ بنابراین، افزایش میزان Ni/Co و V/Cr نشاندهندۀ شرایط احیایی و کاهش آنها گویای شرایط اکسیداسیون است (شکل 12، ب). جونز و مانینگ (Jones and Manning 1994) معتقدند میزان نسبت Ni/Co برای تعیین مرز اکسید- نیمهاحیایی و نیمهاحیایی- احیایی بهترتیب 5 و 7 است. در نمونههای سازند ایلام در برش تاقدیس کبیرکوه، نسبت Ni/Co از 33/3 تا 65 پیپیام (میانگین 04/22 پیپیام) متغیر است (جدول 3). شکل 12، پ نمودار تغییرات نسبت عناصر V/Cr و Ni/Co در برابر شمارۀ نمونۀ ژئوشیمیایی سازند ایلام در برش مطالعهشده را نشان میدهد. در این شکل با استفاده از محدودههای مشخصشده برای شرایط اکسیدان و احیا (Powell et al. 2003; Jones and Manning 1994) میتوان نتیجه گرفت بیشتر نمونههای سازند ایلام در برش مطالعهشده در محدودۀ نیمهاکسیدان تا محیط احیایی قرار دارند.
شکل 12- تعیین شرایط اکسیدان و احیا در برش مطالعهشده؛ الف. تغییرات نسبت Ni/Co بهV/(V+Ni) (Rimmer 2004)، ب. تغییرات نسبت Ni/Co بهV/Cr بهمنظور تعیین شرایط اکسیداسیون و احیای دیرینه (Rimmer 2004)، پ. نمودار تغییرات نسبت عناصر V/Cr و Ni/Co در برابر شمارۀ نمونۀ ژئوشیمیایی سازند ایلام در برش مطالعهشده؛ همانطور که مشخص است، بیشتر نمونهها در برش تاقدیس کبیرکوه در محدودۀ نیمهاکسیدان تا محیط نیمهاحیایی قرار گرفتهاند.
تفکیک سازندهای سروک و ایلام
سازندهای ایلام و سروک در تاقدیس کبیرکوه، برش آبدانان بهشکل ناپیوستگی همشیب روی هم قرار گرفتهاند (Delfan Azari 2018). مطالعههای صحرایی انجامشده نشان میدهند سازند شیلی سورگاه در منطقۀ مطالعهشده وجود ندارد؛ ازاینرو، جداسازی سازندهای ایلام و سروک بهعلت شباهت سنگشناسی مشکل است (Adabi and Asadi Mehmandosti 2008, Asadi Mehamndsoti and Asadi 2016). مطالعههای پتروگرافی 5 متر انتهایی سازند سروک نشان میدهند این بخش بیشتر از خارپوست و خردههای دوکفهای در زمینهای میکرایتی با بافت پکستونی تشکیل شده است که در کنار آنها رودیست، کورتوئید و پلوئید نیز مشاهده میشوند. برخی پژوهشگران نظیر وایندفیلد و همکاران (Winefeld et al. 1996) پیشنهاد کردهاند نسبت Sr/Na بهخوبی برای جداسازی رخسارهها به کار میرود. باتوجهبه تغییرات استرانسیم و نسبت آن با سه عنصر Ca، Na و Mn میتوان دو سازند ایلام و سروک را از هم جدا کرد (Adabi and Asadi Mehmandosti 2008).
تغییر دادههای ژئوشیمیایی عناصر Sr/Ca، Sr/Na،Sr/Mn ، Ag، V، Ni، Zn، Sr، Fe، Co و P (شکلهای 13 و 14) به شناسایی مرز بین دو سازند سروک و ایلام در تاقدیس کبیرکوه در برش آبدانان کمک میکند. عوامل بسیاری ازجمله دمای آب، شوری، باز یا بستهبودن محیط دیاژنتیکی و مینرالوژی اولیه در افزایش و کاهش مقدار عناصر تأثیر دارد (Morse and Mackenzie 1990; Flugel 2010; Schobben et al. 2016)؛ هرچند برای تعیین دقیق مرز بین دو سازند، مطالعۀ نمونههای بیشتری از سازند سروک و انجام تجزیهوتحلیلهای ایزوتوپی اکسیژن و کربن در مرز بین دو سازند ایلام و سروک ضروری است.
شکل 13- تغییرات میزان Sr/Mn، Sr/Na و Sr/Ca؛ همانطور که مشاهده میشود سازند ایلام و سروک بهعلت تغییرات فیزیکی و شیمیایی حاکم بر محیط، مقادیر متفاوتی از عناصر فرعی دارند.
بحث
مطالعههای پتروگرافی نشان میدهند سازند ایلام در برش آبدانان عمدتاً از ریزرخسارۀ وکستون تا پکستون حاوی الیگوستژینید و فرامینیفر پلانکتون (MF T8) و پتروفاسیس شیلی و در شرایط عمیق حوضه تشکیل شده است. افزایش عمق حوضه بیانکنندۀ حاکمبودن شرایط احیایی در زمان تهنشست رسوبات سازند ایلام در برش مطالعهشده است. بررسی دادههای ژئوشیمیایی نیز گویای مقادیر زیاد Fe، نسبت V/Cr، V/(V+Ni)، Ni/Co و تأییدی بر حاکمبودن شرایط احیایی تا نیمهاحیایی در زمان تهنشست سازند ایلام است. پیریتهای اولیۀ مشاهدهشده در سازند ایلام بیانکنندۀ فراوانی یون آهن در آب دریا و حاکمبودن شرایط احیایی در زمان تشکیل آنهاست؛ علاوهبراین، تغییرات Sr/Mn و Sr/Ca گویای بستهبودن سیستم دیاژنتیکی سازند ایلام در برش مطالعهشده است که با مقادیر کم تخلخلهای مشاهدهشده در سازند ایلام مطابقت دارد؛ ازاینرو باتوجهبه محیط رسوبی، حاکمبودن شرایط احیایی در زمان تشکیل و بستهبودن سیستم دیاژنتیکی که مانع ایجاد تخلخلهای مناسب در رسوبات سازند ایلام در برش آبدانان شده است، این سازند کیفیت مخزنی مناسبی در برش مطالعهشده ندارد.
نتیجه
رسوبات سازند ایلام در برش مطالعهشده در تاقدیس کبیرکوه 281 متر سنگآهکهای تودهای، متوسط تا نازکلایه با میانلایههایی از شیل و شیل آهکی را شامل میشوند. مرز بالایی و پایینی سازند ایلام در برش مطالعهشده بهترتیب با سازند گورپی و سازند سروک بهشکل ناپیوسته است. مطالعههای رخسارهای نهشتههای کربناتۀ سازند ایلام وجود نه ریزرخساره و یک پتروفاسیس را در سازند ایلام نشان میدهند که عمدتاً در محیط رمپ خارجی و حوضه تهنشست شدهاند. فرایندهای مهم دیاژنزی که سازند ایلام در برش مطالعهشده را تحتتاثیر قرار دادهاند، عبارتند از: سیمانیشدن، پیریتیشدن، فشردگی مکانیکی و شیمیایی، گلاکونیتیشدن، فسفاتیشدن، انحلال و میکرایتیشدن. توالی دیاژنزی سازند ایلام نشاندهندۀ تأثیر مجموعهای از فرایندهای دیاژنزی همزمان با رسوبگذاری در کف دریا و پساز رسوبگذاری و طی دفن کمعمق تا عمیق است؛ بنابراین، فرایندهای دیاژنزی رسوبات سازند ایلام را طی سه مرحلۀ ائوژنز، مزوژنز و تلوژنز تحتتأثیر قرار دادهاند. تغییرات نسبت Sr/Ca در برابر Mn، Mg و Fe بیانکنندۀ بستهبودن سیستم دیاژنزی سازند ایلام در برش مطالعهشده است. بررسی تغییرات V/Cr، V/(V+Ni) و Ni/Co نشان میدهد نمونههای کربناتۀ سازند ایلام در شرایط نیمهاکسیدی و عمدتاً احیایی قرار گرفتهاند. ازآنجاکه منشأ شیلهای تشکیلدهندۀ سازند ایلام در برش مطالعهشده از نوع تهنشست همیپلاژیک در نظر گرفته میشود و بر اساس تهنشست رسوبات آهکی سازند ایلام در محیطهای عمدتاً رمپ خارجی و حوضه، زیادبودن مقادیر V، Ni، Co و Cr در مطالعههای ژئوشیمیایی انجامشده شرایط محیطی آرام و عمدتاً احیایی سازند ایلام در برش آبدانان را تأیید میکند. باتوجهبه اینکه تهنشست سازند ایلام عمدتاً در بخشهای عمیق دریایی انجام شده است و مطالعههای دیاژنزی بیانکنندۀ میزان کم تخلخل و شکستگی در آنهاست که عمدتاً با سیمان پر شدهاند، سازند ایلام در برش مطالعهشده کیفیت مخزنی مناسبی ندارد. مطالعههای ژئوشیمیایی در مرز دو سازند ایلام و سروک بیانکنندۀ تغییرات عناصر Sr/Ca، Sr/Na ،Sr/Mn، Ag، V، Ni، Zn، Sr، Fe، Co و P بین دو سازند است.
شکل 14- روند تغییرات برخی عناصر در برابر ستون چینهشناسی سازند ایلام، برش تاقدیس کبیرکوه، شمالغرب آبدانان
)
